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      仿生机器人:方兴未艾的(de)“机械战士”

      2021/07/19廊(láng)坊广播(bō)电视(shì)台(tái)1213

      像鱼一样游(yóu)动在海(hǎi)水中(zhōng)执行侦(zhēn)察任务,像骡子一(yī)样(yàng)行(háng)走在崎岖地(dì)面实施战场(chǎng)补给,像蜻蜓一样悬停(tíng)在空中对目标进行定位与监视……


      如今(jīn),这些曾(céng)在影视作品(pǐn)里出现的仿生机器人执行任务场景(jǐng),正(zhèng)一步一步变为现实。


      世(shì)界上早(zǎo)期仿生(shēng)机器人是单臂(bì)仿生机(jī)器(qì)人。后来,其同系列的(de)单臂仿生(shēng)机(jī)器人被应用于(yú)空间站(zhàn)实验。第一(yī)个用于执行军事(shì)任(rèn)务的仿生机器(qì)人(rén)是(shì)仿生机械蟹“Ariel”,被用于执行清除水(shuǐ)雷等任务。


      在仿生(shēng)机器人研究方面,尽管各(gè)国进度不一,但对军用仿生机器(qì)人(rén)的研究,各国(guó)起步(bù)的时间主要(yào)集中在(zài)21世纪初。


      伊拉克战争中(zhōng), “背(bèi)负(fù)式机(jī)器人”投(tóu)入实战,凭借其行动的灵活性和环境(jìng)适应(yīng)性,引起世界各国关注。之后(hòu),各国对军(jun1)用仿生机器人的(de)研究雨后春笋般展(zhǎn)开。


      经过10多年发展,军用仿生机器(qì)人门类趋于多样化,根据执行任务不同,可分为物资运输类、情(qíng)报侦察类(lèi)、扫雷排爆类等(děng);根据其工作(zuò)环境不同,又(yòu)可分为(wéi)地面仿(fǎng)生机器人、水下仿生机器人以及空中(zhōng)仿生(shēng)机器人。


      地面仿生机器人算(suàn)得上是“带头大哥”,问世最早。根据行走(zǒu)方式的(de)不同,它(tā)又(yòu)可(kě)以分(fèn)为足式机器人(rén)、爬行类机器人(rén)、跳跃式机器人(rén)。其中四足(zú)仿生机器人已出现在(zài)一些国家的军(jun1)队中。


      水下仿生机器人如仿(fǎng)生蝠鲼、仿(fǎng)生水母等具备灵活、低噪、柔软的特点,其设计初衷大多是在(zài)水面、水(shuǐ)下执(zhí)行排爆和监视任(rèn)务(wù),但是,它们大多尚处于(yú)研(yán)发阶段。与之相比(bǐ),上世纪研发的(de)仿生机械蟹、仿生龙(lóng)虾(xiā)则显得有点粗笨。


      仿(fǎng)生(shēng)机(jī)器人


      空中(zhōng)仿(fǎng)生机(jī)器(qì)人(rén)可以像所仿对象一样在空中飞(fēi)行。例如,德国研发(fā)的仿生(shēng)狐蝠运动灵活(huó),可搭载运动追踪系统和(hé)可(kě)移动式照相系统,并(bìng)借此合理规(guī)划飞行(háng)路线(xiàn),避免空中相撞。一些仿生蜜(mì)蜂尺寸很小,重(chóng)量较轻,带(dài)有自动(dòng)传感器和电子控(kòng)制(zhì)设备(bèi),可以感知环境变化并回传信息。


      除了(le)模(mó)仿生物的外形,一些军用(yòng)仿生机器人则侧重于模仿(fǎng)生物(wù)的局部结构。


      根(gēn)据青蛙能精确捕食运动中的昆虫这一现象,研究(jiū)人(rén)员根据(jù)青蛙眼睛的特殊结构,发明了电子(zǐ)蛙眼,可用于快速识(shí)别高速飞(fēi)行的导弹、飞机等运动目标;依据苍蝇楫翅(chì)和触角(jiǎo)的工(gōng)作原理,设(shè)计人员研发出(chū)导航振动陀螺仪和嗅觉传感(gǎn)器,用以识别化学气体并(bìng)在化学烟雾中辨明方向……


      军用仿生机器人是多学科知(zhī)识相(xiàng)互交融的成果,它(tā)的研发并不简单。有(yǒu)些国家(jiā)研发的仿(fǎng)生蜂鸟重量不到100克,却能够(gòu)在每小时8千米(mǐ)的风中飞行。为达到这一要(yào)求(qiú),材料学、结构学(xué)、动力学等多学科专家用(yòng)了(le)5年时间,其难度可见一斑。


      这种(zhǒng)难度与(yǔ)战场对(duì)军用仿生机器人的(de)需(xū)求相比,却(què)不(bú)足以让相关研发工作(zuò)哪怕是(shì)按下(xià)暂停(tíng)键。将(jiāng)不同性能、种类的军用仿生机器人协调(diào)起来(lái),使之(zhī)能与士兵协同作(zuò)战(zhàn),已(yǐ)是信息化战争(zhēng)的发展方向(xiàng)之(zhī)一。


      当今,例如“猎(liè)豹”“大狗”等仿生机器人(rén)已装备美军,俄(é)罗斯的仿生机(jī)器人研究正迎头赶上(shàng),荷(hé)兰军方也已(yǐ)将“雨燕”仿生机器人作为其执行侦察监视任务的装(zhuāng)备。


      可以预见,在这方面,世界各国将会持续加强对自(zì)然(rán)界(jiè)生物(wù)形(xíng)态和特(tè)征的研(yán)究(jiū),结合人工智(zhì)能、机械制造和信(xìn)息科学等技术,实现对生物的高级模仿。这势必会(huì)使(shǐ)军用仿(fǎng)生机器人在功能和(hé)技术层面(miàn)实现质的飞跃。

      关键词: 人工智能 智能机器人 仿生机(jī)器人(rén)




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